Variasi Gaya pada Tuas Penekan Mesin Pengupas Serabut Kelapa dan Pengaruhnya terhadap Hasil Pengupasan

Transkripsi

1 Variasi Gaya pada Tuas Penekan Mesin Pengupas Serabut Kelapa dan Pengaruhnya terhadap Hasil Pengupasan Ardi Saputra*, Muhammad Hasan Albana, Nurul Laili Arifin Batam Polytechnics Mechanical Engineering Study Program Jl. Ahmad Yani, Batam Centre, Batam 29461, Indonesia * Abstrak Mesin pengupas serabut kelapa adalah suatu mesin yang berfungsi untuk memisahkan tempurung kelapa dari kulit nya, proses pengupasan menggunakan 2 roler mata pisau untuk 1 roler terdapat 4 mata pisau dengan bentuk mata pisau bergerigi, kedua roler bergerak berlawanan arah yang menggunakan tenaga penggerak mesin diesel 6 HP, yang ditrasmisikan 3 kali proses trasmisi hingga dipenggerak akhir dengan kecepatan penuh Rpm, gear berpasangan yang membuat roler bergerak berlawanan arah. Pengupasan dilakukan dengan cara mencabik cabik kulit kelapa oleh kedua roler mata pisau hingga kulit terpisah dari tempurung nya, untuk melakukan suatu pengupasan kelapa perlu mendapat suatu tekanan agar kelapa bisa terkupas. Untuk itu tujuan dari penelitian ini yaitu untuk mengetahui gaya yang efektif untuk mengupas serabut kelapa. Variasi gaya yang akan diuji ialah 270 N dengan Tegangan maksimum N/mm2 (Mpa) dan maksimum displacement 1.81mm, 150 N tegangan maksimum N/mm2 (Mpa) dan maksimum displacement 1mm, 80 N tegangan maksimum 6.7N/mm2 (Mpa) dan maksimum displacement 5.3mm. Metodologi penelitian yang digunakan yaitu, persiapan alat dan bahan, pengujian beban terhadap tuas penekan, simulasi dan analisa gaya pengupasan. Dari data tersebut diketahui bahwa kemampuan mesin pengupas serabut kelapa dalam melakukan pengupasan yang paling efektif digunakan dengan gaya 80N dengan kurun waktu pengupasan rata-rata 4.7 detik dengan persentase pengupasan 53%. Kata kunci: Mesin Pengupas Serabut Kelapa,kecepatan, simulasi, beban, kelapa Abstract Parer coco is a machine that serves to separate the coconut shell of his skin, stripping process using two routers for one roller blade there are four eyes blade with serrated blade shape, The second roller moves in the opposite direction using the propulsion diesel engine 6 HP, which in trasmisikan 3 times the trasmisi up at the driving end at full speed RPM, gear pairs make the roller moves in the opposite direction. Peeling is done by tearing - coconut husk by both roller blade to separate from the skin of his shell, To perform a stripping coconut need to get an oil pressure to be peeled. For the purpose of this study is to determine the effective force for peeling coconut fibers. Style variations to be tested was 270 N with a maximum voltage of N / mm2 (MPa) and maximum 1.81mm displacement, maximum stress 150N N / mm2 (MPa) and maximum displacement 1mm, the maximum voltage 80 N 6.7N / mm2 (Mpa) and The maximum displacement of 5.3mm. The research methodology used is, preparation of tools and materials, load testing against the lever, simulation and analysis stripping force. From these data it is known that the ability of coconut fiber pulping machines in the stripping most effectively used in the style of the period stripping 80N with an average of 4.7 seconds with stripping percentage of 53%. Keywords : machine parer coconut, speed, simulation, load, coconut 1.Pendahuluan Total produksi kelapa di Indonesia diperkirakan sebanyak 14 milyar butir kelapa per tahun. Jumlah tersebut menjadikan Indonesia sebagai negara penghasil kelapa terbasar di dunia [1]. Penerapan teknologi dalam bentuk mesin dan peralatan tepat guna dikalangan petani khususnya petani kelapa sangat perlu dikembangkan untuk mengupas serabut kelapa agar mutu yang dihasilkan menjadi semakin bagus. Persyaratan dari teknologi yang dimaksud adalah mudah dibuat, mudah dioperasikan, sederhana, praktis, efisien, dan mudah dioperasikan oleh seluruh kalangan masyarakat [2]. Sebuah tuas penekan kelapa merupakan suatu alat yang berfungsi untuk memberikan beban berupa tekanan terhadap kelapa agar kulit kelapa bisa terkupas.

2 Dalam laporan ini Penulis ingin membahas salah satu masalah yang sering dihadapi dalam mengupas serabut kelapa yaitu, pemberian gaya terhadap tuas penakan pada saat mengupas masih menggunakan tenaga tangan tanpa mengetahui berapa gaya yang efektif untuk mengupas serabut kelapa, sebaliknya jika gaya yang diberikan untuk mengupas serabut kelapa melebihi batas maksimal maka buah kelapa akan pecah. Berdasarkan kondisi tersebut, maka penulis melakukan suatu penelitian yang bertujuan untuk mengetahui berapa gaya yang efektif untuk mengupas serabut kelapa. Berdasarkan hal tersebut maka penulis berupaya untuk melakukan suatu penelitian berdasarkan variasi gaya pada tuas penekan mesin pengupas serabut kelapa dan pengaruhnya terhadap hasil pengupasan yaitu untuk mengetahui berapa waktu pengupasan rata-rata dan persentase pengupasan berdasarkan variasi gaya yang diberikan. Kemudian dilakukan simulasi menggunakan software Solidwork dilakukan untuk mengetahui bagaimana kondisi rangka saat mendapat penekanan dari luar. 1.2 Tinjauan Pustaka Buah Kelapa Buah kelapa mempunyai kulit yang keras dan tebal. Terdapat lapisan kulit luar (sabut) bersifat lunak dengan ketebalan ±3 cm [3]. Buah kelapa tua terdiri dari empat komponen utama, yaitu: 35 persen sabut, 12 persen tempurung, 28 persen daging buah, dan 25 persen air kelapa. Daging buah tua merupakan bahan sumber minyak nabati (kandungan minyak 30persen) [4] Gaya Gaya atau biasanya disingkat berat adalah gaya gravitasi yang bekerja pada benda bermassa. Lambang gaya berat adalah W, singkatan dari weight. Gambar 1: Gaya Berat Berat gaya gravitasi mempercepat benda kebawah menuju permukan bumi, diterapkan untuk menghitung gaya berat dapat ditentukan dengan rumus: w = m.g. 2. Metodologi Penelitian Dalam Penelitian ini dibagi 5 (lima) tahap penelitian yaitu: Gambar 2:Mesin Pengupas Serabut Kelapa TABEL 1 Nama Bagian Mesin NAMA BAGIAN 1 Rangka 2 Alat potong 3 Sistem trasmisi 4 Tuas penekan 5 Tuas Penolak 6 Saluran pembuangan 7 Casing a. Persiapan alat dan bahan Adapun alat dan bahan yang digunakan yaitu: Alat : Mesin Pengupas Serabut Kelapa Tachometer Stop Watch Timbangan ` Penggaris Bahan : Kelapa Tali Pemberat b. Pengujian Beban Terhadap Handle Penekan Dilakukan dengan cara melakukan pemberian gaya pada tuas penekan tujuan nya yaitu untuk mengetahui berapa nilai gaya yang efektif untuk mengupas serabut kelapa. Gaya yang diberikan berupa pemberian pemberat (besi solid yang ditimbang terlebih dahulu menggunakan timbangan), kemudian besi tersebut diikat di tuas penekan. Setiap variasi gaya yang diuji

3 dilakukan 5 kali pengulangan, dimana terdapat tiga variasi gaya yang digunakan. Kemudian diamati bagaimana pengaruh variasi gaya terhadap waktu pengupasan rata rata dan persentase pengupasan. Untuk menentukan persentase kelapa yang terkupas dapat ditentukan dengan rumus: % PTT = % [5]. Dimana: PTT : persentase kelapa yang terkupas (%) BTT : berat sabut tidak terkupas BT : berat sabut terkupas Gambar 3: Pengujian Beban Terhadap Handle Penekan c. Perhitungan Putaran Mata Pengupas Perhitungan kecepatan putaran mata pengpas bertujuan untuk mengetahui berapa kecepatan yang diperlukan pada mata penupas agar kelapa bisa terkupas. Penentuan kecepatan putaran mata pengupas dilakukan dengan cara menggunakan Tachometer kemudian diamati dengan kecepatan berapa kelapa bisa terkupas. Setiap gaya yang akan dilakukan pengujian, akan menggunakan kecepatan yang sama. d. Simulasi dengan Solidwork Simulasi digunakan dengan memberikan variable titik tumpu (fixture), pembebanan (load) dan jenis material. Simulasi ditampilkan dengan animasi 3D untuk mengetahui tegangan (stress) dan defleksi (displacement). Daerah merah menunjukkan nilai tegangan dan regangan maksimal, sedangkan daerah biru menunjukkan tegangan dan regangan minimal. Untuk simulasi dilakukan variasi gaya, gaya yang akan diberikan pada tuas penekan sesuai dengan variasi gaya yang telah ditentukan dan lihat pengaruhnya terhadap rangka mesin pengupas serabut kelapa. Gaya yang digunakan pada saat pengujian yaitu, 27 kg ( 270 N), 15 kg (150N), 8 kg ( 80N). Simulasi ditunjukkan pada gambar 4. Gambar 4: Simulasi Pada Gaya 270N dengan Material ST37 (a)displacement/deformasi (b) Tegangan Dari Gambar 4. menjelaskan bahwa dari hasil simulasi dengan gaya 270 N, didapat Displacement/Deformasi maksimum dan tegangan maksimum tertinggi, yaitu Displacement/Deformasi maksimum 1.81 mm dan tegangan maksimum terjadi N/mm 2 (Mpa). Dalam kondisi ini masih dapat menahan beban aman. TABEL II Tegangan Maksimum dan Maksimum Displacement Maks. Material gaya TeganganMaks. Displacement ST 37 (DIN 27kg N/mm ) (270N) (Mpa) 1.81mm Tensile Strength kg N/mm 2 N/mm 2 (115N) (Mpa) 1mm Yield Strength 235 8kg 2 2 (80N) 6.7N/mm (Mpa) 5.3mm N/mm [6]. e. Analisa Gaya Pengupasan Tujuan dari analisa gaya dan pengupasan yaitu untuk mencari gaya yang akan digunakan saat penelitian, percobaan ini dilakukan dengan cara menusuk kalapa diatas timbangan menggunakan mata pisau pada mesin pengupas serabut kelapa kemudian diamati berapa gaya yang didapatkan. dalam analisa ini didapatkan gaya untuk pengupasan kelapa ke-1 27 kg (270 N) dengan kedalaman

4 Persentase pengu pasan (%) pemakanan 12mm, kelapa ke- 2 gaya yang didapat 15kg(150N) dengan kedalaman pemakanan 8mm kelapa ke-3 gaya yang didapat 8kg (80 N) dengan kedalaman pemakanan 4mm. TABEL IV Hasil Penelitian dengan Gaya 150 N Putaran Mata Waktu Persentase Pengupas (detik) Pengupasan % % % % % Rata-rata % Gambar 5: Pemberian Gaya 3. Analisa dan Pembahasan 3.1 Hasil Penelitian Berdasarkan hasil penelitian variasi gaya pada tuas penekan mesin pengupas serabut kelapa dan pengaruhnya terhadap hasil pengupasan dapat diketahui pengaruh gaya pada tuas penekan terhadap waktu pengupasan rata-rata dan persentase kelapa terkupas dan pengaruh rangka terhadap gaya yang diberikan. TABEL III Hasil Penelitian dengan Gaya 270 N Putaran Mata Pengupas Gaya Waktu Persentase (N) (detik) Pengupasan % Dari tabel 4 menunjukkan bahwa dengan gaya 150 N menghasilkan waktu pengupasan rata-rata 1.48 detik dan persentase pengupasan yang di hasilkan 41%. TABEL V Hasil Penelitian dengan Gaya 80 N Putaran Mata Pengupas Gaya Waktu Persentase (N) (detik) Pengupasan % % % % % Rata-rata % Dari tabel 5 menunjukkan bahwa dengan gaya 80 N menghasilkan waktu pengupasan rata-rata 4.87 detik dan rata-rata persentase pengupasan yang dihasilkan 53% % % % % Rata-rata % 60% 50% 40% 30% 20% 10% Dari tabel 3 menunjukkan bahwa dengan gaya 270 N menghasilkan waktu pengupasan rata-rata 1.26 detik dan rata-rata persentase pengupasan yang dihasilkan 30%. 0% Gambar 6 : Grafik Pengaruh Gaya Terhadap Persentase Pengupasan

5 Waktu (S) Dari Gambar. 6 menunjukkan bahwa pengupasan dengan menggunakan gaya 270 N menghasilkan persentase pengupasan rata-rata 30%, pengupasan dengan menggunakan gaya 150N menghasilkan persentase pengupasan rata-rata 41%, dengan gaya 80 N menghasilkan persentase pengupasan rata-rata 53% Gambar 7 : Grafik Pengaruh Gaya Terhadap Waktu Pengupasa Dari Gambar 7. menunjukkan bahwa pengupasan dengan menggunakan gaya 270 N menghasilkan waktu penupasan 1.26 detik, dengan gaya 150 N menghasilkan waktu pengupasan 1.48 detik, dengan gaya 80 N waktu pengupasan rata-rata 4.87 detik. Dari hasil penelitian menunjukkan variasi gaya pada tuas penekan akan berpengaruh terhadap hasil pengupasan. Semakin besar gaya yang diberikan maka pengupasan akan semakin cepat dan persentase pengupasan akan semakin kecil dan apabila kelapa mendapat tekanan yang besar maka akan membuat mesin berhenti karna pemakanan yang terlalu dalam. Semakin kecil gaya yang diberikan maka pengupasan semakin lama dan persentase pengupasan akan semakin besar. 4.7 detik dengan persentase pengupasan 53%. 3.4 Referensi [1] hardik widananto dan hari purnomo Rancangan mesin pengupas serabut kelapa berbasis ergonomi partisipatori, jurusan teknik industri universitas islam indonesia. [2] Agus Roy Butar Butar, Saipul Bahri Daulay, Lukman Adlin Harahap, Edi Susanto Uji VariasiBentuk Mata Pisau Pada Alat Pengupas Sabut Kelapa Mekanis, Fakultas Pertanian USU. [3 ]Keku Muh. Fajar Nuh Pratama Study Desain Dan SimulasiPisau Dalam Alat Pengupas Sabut Kelapa Sistem Mekanis. Fakultas Teknik Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta. [4] Laras Cristianti., Adi Hendra Prakosa., 2009, Laporan Tugas Akhir Pembuatan Minyak Kelapa Murni (Virgin Coconut Oil)Dengan Metode Fermentasi Dengan Ragi Tempe. Universitas Sebelas Maret Surakarta. [5] Erinofiardi Pembuatan Dan Pengujian Alat Pengatur Otomatis (Governor). Program Studi Teknik Mesin, Universitas Bengkulu [6] Riza Ahmad Zulkarnain Simulasi Tegangan dan Perubahan Bentuk Pada Rangka Sepeda Air Hamors Menggunakan Software Solidwork. Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Batam. 3.2 Kesimpulan dengan gaya 270 N menghasilkan waktu pengupasan rata-rata 1.26 detik dan rata-rata persentase pengupasan yang dihasilkan 30%, dengan gaya 150 N menghasilkan waktu pengupasan rata-rata 1.48 detik dan persentase pengupasan yang di hasilkan 41%, dengan gaya 80 N menghasilkan waktu pengupasan rata-rata 4.87 detik dan rata-rata persentase pengupasan yang dihasilkan 53%. Dari data hasil penelitian diketahui bahwa kemampuan mesin pengupas serabut kelapa dalam melakukan pengupasan yang paling efektif digunakan dengan gaya 80 N dengan kurun waktu pengupasan rata-rata